3I新工艺是指:一体化(integrated)太阳能沼气反应器
一体化(integrated)发酵间与储气间
一体化(integrated)仿生与动态发酵
随着政府投入的加大,政策的促进,沼气推广应用的用户和建设速度成倍递增,工程结构、成套产品不断更新;新工艺、新技术、新材料不断涌现;功能不断完善,产品及工程质量不断提高;投资大、 收益低、建池难、管理难、寿命短等一系列问题将逐步得到解决;自身耗能大、寒冷地区冬季不能用、浮壳、沉渣等难题也将逐步都克服;从业队伍在不断扩大,一个沼气行业正在形成,企业规模、人才队伍、研发能力、服务水平正在提高;新产品、新工艺在示范中不断的被广大用户所接受,且达到性能、效率、寿命和适应性等多方面的实践检验。一批优秀优质的新工艺、新产品已得到推广部门和广大用户的认可,且得到了广泛的推广,受到了良好的经济和社会效益,为沼气的商品化发展奠定了基础。
根据沼气商品化、工厂化、标准化的发展趋势,结合多年来沼气推广中存在的一些问题和难点,近年来,在专家、学者和企业界的努力下,沼气工艺有了新的发展,结构功能有了很大提高。以北京菲涅尔科技有限公司为主导,开发的SBBR(太阳能仿生沼气反应器)、FBBR(菲涅尔动态仿生沼气反应器)在国内外得到了广泛的推广应用,受到了专家的关注和业内的效仿。该公司在开发和应用中总结经验,整合了优势,完善了功能结构,率先开发出了3I沼气新工艺。
3I沼气新工艺,将太阳能集热装置与沼气工程(池)结合于一体,用太阳能给沼气发酵原料加热保温,克服了沼气在寒冷地区冬季不能运行或高耗能运行的重大难题,确保了沼气在寒冷地区的常年低耗能运行。大大减少了自身耗能,且减少了运行成本。将发酵间与储气柜合二为一,克服了发酵罐顶部施工难、易腐蚀、易损坏的难题,且大大减少了发酵罐集气顶部建造成本,还提高了罐体顶部集气部分的寿命。将沼气工程(池)关键设备由现场施工改为工厂化生产,大大提高了工程(池)质量和技术服务水平,并给用户有了工程(池)质量和运行技术服务的保障。
1000m33I沼气新工艺与普通工艺性能及优势的对比
性能对比
项目 |
3I
|
UASB |
USB |
AF |
PFR |
地下 |
地上 |
自身加热耗能 |
85m3/d |
200m3/d |
200m3/d |
200m3/d |
170m3/d |
120m3/d |
总投资 |
200万元 |
280万元 |
400万元 |
240万元 |
220万元 |
100万元 |
主体寿命 |
15年 |
10年 |
10年 |
15年 |
15年 |
10年 |
年产沼气总量 |
36万m3 |
36万m3 |
36万m3 |
36万m3 |
36万m3 |
36万m3 |
年投资回收率 |
42.8﹪ |
30﹪ |
21﹪ |
35.4﹪ |
38.6﹪ |
85﹪ |
运行管理费 |
21万元 |
45万元 |
45万元 |
45万元 |
40万元 |
22万元 |
进出料及搅拌耗能 |
20 kwh/d |
95 kwh/d |
95 kwh/d |
50 kwh/d |
70 kwh/d |
50 kwh/d |
注:1. UASB、USB、AF、IC均为地上罐加保温。
2. 自身加热耗能为常年平均值(以北京地区为例,发电余热利用),进出料及搅拌耗能是指调节池和厌氧消化池部分。
3. 运行管理费包括自身加热耗能、进出料搅拌机械耗能、日常管理的人员工资及机械保养和脱硫剂等。
4. 主体寿命是指主发酵间和储气柜。
5. 总投资包括发酵间、储气柜、发电机、主体设备,设备基础、设备间、脱硫、脱水、安全装置、增压恒压装置、远程在线系统控制等附属设施。3I工艺结构还包括太阳能等集热加热系统的造价。
6. 收入含肥料收入,每年电和肥净利润以85万元计。
一体化太阳能沼气,就是利用太阳能给沼气的发酵原料进行加热增温,我国大部分寒冷地区基本上都是太阳能资源一、二类地区,太阳能辐照量都在0.7kw/m2以上,也就是说1000m3的沼气工程配套一个采光大棚或简易太阳能集热器,如配套采光面积为500m2,太阳辐照量以0.7kw/m2计,相当于350kw功率,每天日照均为8小时,那么有日照时,每天就可获得相当于438公斤标煤的热值,以转换率为70%计,可满足50吨粪污从5℃提高到38.6℃。
一体化发酵间与储气柜,就是将储气柜置于发酵间的顶部,集气、储气于一体,这样既节省储气柜的占地和造价,也减少了发酵间的造价(顶部工程量),使整体工程节地省钱。
一体化仿生与动态发酵,厌氧发酵间采用仿生菌床结构,增加了菌种的寄生量和附着面积;采用物料循环动态发酵,加速了产气量;产气率高,运行费用少。。
工厂化生产,将关键成套设备实现了标准化、规模化、系列化生产,降低了沼气工程的成本,同时大大提高了施工速度,使关键设备的相互匹配有了保障,提高了工程质量和性能,确保了运行管理技术和服务的可靠性。
3I新工艺的优点在于:
1、自身耗能低,运行费用下降三分之二。
2、一体化发酵与储气,减少工程量,建造成本大大降低。
3、建设周期可缩短二分之一。
4、自动运行,维护简便,节省工时。
5、集气储气罩安装方便,无需防腐,气密性好,经久耐用。
6、开放式进出料,省电省钱,设备使用寿命长。
7、水气混合搅拌,物料不易结壳,不沉渣。
8、动态仿生发酵,产气率高。
9、高低浓度物料进出方便,物料适应性广。
10、工厂化、标准化、批量化生产,可满足市场的大量需求。
3I沼气新工艺进行示范性推广已有三年的历史,该工艺在研制时取长补短,大量吸取总结行业内的成功经验,大胆采用新材料、新产品,使该工艺从示范中逐步走向成熟。
该新工艺的关键之一就是利用太阳能给发酵原料加温,太阳能不论是日光温室,还是太阳能集热器产品,都有了几十年的发展和利用历史,产品的种类和档次都很多,应用技术和产品质量都很成熟,该工艺采用的太阳能加温分为复合日光温室(定向设计制造)或简易相变太阳能集热器系统,采用这两种结构的目的是使太阳能热水系统的成本大大降低,从而获得成本低廉、运行高效的太阳能加热系统。系统的成本仅为市场上太阳能热水器的三分之一。
该工艺的关键之二就是一体化发酵与储气,将储气柜作发酵池的上部,将发酵间作储气柜的下部,合二为一。这样解决了发酵间上部施工难,且易腐蚀、易损坏等一系列问题;也解决了储气柜占地问题,还减少了发酵间和储气柜总造价的30%左右。发酵间用组块拼装而成,材料可为玻璃钢、钢玻复合、搪瓷钢板等,这些材料通过多年发展和改进,产品质量已有可靠的保障。
该工艺的关键之三就是工厂化,随着沼气的推广力度加大和量的猛增,政府管理部门一直在支持和呼吁产业化、商品化的发展,企业界也纷纷进入沼气行业,从事产品开发和研究,共同促进了沼气商品化、工厂化的进程,一系列新产品脱颖而出,新工艺、新材料得到了大量示范和实践。沼气工程的一系列关键设备有了专业生产商,拼装式发酵罐、储气袋、脱硫塔、脱水塔、水封、增压机、干式发酵集气罩、沼气燃烧炉等关键配套产品都实现了产业化生产。产品质量和性能有了很大的提高。一大批物美价廉的产品受到了用户的亲睐,促进了沼气行业的健康快速发展。
随着3I沼气新工艺经过多年的改进和示范,工艺、结构得到了完善,关键设备制造技术已经成熟,功能、性能、自动化程度有了很大的提高,新材料、新设备得到了实践检验。特别是一体化太阳能沼气,从加温保温的耗能上得到了证实;一体化发酵与储气结构密封有了可靠的密封方式;一体化仿生与动态发酵,产气率高。关键设备的工厂化、标准化、批量化、规模化、系列化生产,有了可靠的技术和制造设备的保障。
循环经济、生态产业、新农村建设的快速发展;随着人们对节能减排、清洁生产、减量化、资源化认识的提高,沼气的推广将更加迅猛,市场需求将越来越大,对产品及工程的性能、质量、寿命的要求越来越高。用户或投资者需求投资少、效率高、回收快、耗能低、维护方便、安全可靠、服务有保障的沼气产品及工程。3I新工艺产品具备了这些优点,因此,3I新工艺产品正适合和顺应这种新的需求,将成为沼气产品和工程的发展趋势。